КЕРАТИНОЦИТИ: ФУНКЦИИ, ХИСТОЛОГИЯ, ВИДОВЕ - БИОЛОГИЯ - 2025

На кератиноцитите са вид кератин произвеждащи клетки, които образуват част от кожата на бозайници. В различните си състояния на диференциация кератиноцитите могат да съставляват до 90% от епидермиса.

Кератиноцитите са важни производители на цитокини, които са важни протеини за междуклетъчните комуникационни процеси.

Оцветяване на епидермиса и кератиноцитите, които го съдържат.

Това производство на цитокини от кератиноцити има множество последствия върху миграцията на възпалителни клетки, ефекти върху имунната система и върху диференциацията и производството на други кератиноцити.

Поради важната роля на кератиноцитите в епидермиса и във вътреклетъчните комуникационни функции, тези видове клетки привличат вниманието на специалисти, които изучават клетъчни, имунологични и кожни нарушения.

Кератиноцитите също са обещаващ източник на стволови клетки за развитието на човешки и животински тъкани.

Проучванията с този тип клетки са позволили научни постижения като клонирането на мишки от миши кератиноцити и производството на човешки плюрипотентни и многопотенциални клетки.

Кератиноцитни функции

Кератиноцитите се намират в различни етапи на диференциация в епидермиса и са отговорни за образуването на тесни кръстовища с нерви в кожата. Освен това поддържат клетките на Лангерханс в епидермиса и лимфоцитите в дермата на място.

Освен тази съединителна функция, кератиноцитите участват във функцията на имунната система. Кожата е първата линия на защита и кератиноцитите са отговорни за секретирането на молекули, които стимулират възпалението в отговор на нараняване.

По този начин основната цел на тези клетки, произвеждащи кератин, е да се защитят от нахлуването на микроби, вируси, гъби и паразити. Освен това кератиноцитите функционират за защита от UV лъчение и за намаляване на загубата на топлина, разтворители и вода.

Важно е, че кератиноцитите се използват за изследване на различни кожни явления, включително епидермално подкисляване, разграждане на ДНК, метаболизъм и транспорт на мастни киселини, локален имунен отговор, регенерация на клетките, диференциране на стволови клетки и образуването на тумори.

Хистология

Кожата е разделена на три слоя: епидермиса, най-външният слой на кожата; дермата, непосредствено под епидермиса; и подкожен или мастен слой под дермата. Епидермисът може да бъде разделен на подслоеве:

• Основната ламина (вътрешният слой)
• Слоевият клетъчен слой
• Гранулиращият клетъчен слой
• Луцидното наметало
• Възбуден слой (външния слой)

Кръговат на живота

Следва общо описание на жизнения цикъл на кератиноцита. Кератиноцитът може да има две дестинации:

1. Да бъдеш делителна клетка и да останеш в базалната ламина.
2. Диференцират и мигрират през слоевете на кожата.

В базалната ламина кератиноцитите постоянно се делят чрез митоза, като по този начин се генерират нови базални кератиноцити. Те могат да продължат да се делят, за да се получат нови кератиноцити.

Някои от тези клетки ще останат при родителите си и ще продължат да попълват популацията на базалните кератиноцити. Тези клетки са известни като стволови клетки. Останалите кератиноцити обаче ще започнат процеса на клетъчна диференциация.

С течение на времето тези диференциращи клетки се изтласкват нагоре, тъй като следващото поколение клетки се образува под тях. В крайна сметка те се избутват в следващия слой кожа, за да станат бодливи клетки.

Тъй като все повече и повече клетки се произвеждат в базалния слой, новообразуваните бодливи клетки продължават да се избутват нагоре и в крайна сметка достигат до гранулирания слой. Тук клетките претърпяват поредица от молекулярни събития, в които техните органели и клетъчно ядро ​​се разграждат.

След като са изместени до горните, силно кератинизирани слоеве, кератиноцитите стават люспи. Морфологията на тези плоскоклетъчни клетки е плоска, което улеснява отделянето им като мъртви от кожата.

В зависимост от региона на тялото, този жизнен цикъл може да отнеме около месец. През целия живот кожата се обновява приблизително хиляда пъти. Не всички клетки в базалния клетъчен слой ще завършат в люспи, тъй като някои са необходими за поддържане на първоначалната популация на клетките.

Този процес на обновяване на кожата е силно регулиран, за да се гарантира, че във всеки етап от процеса винаги има адекватен брой клетки. По този начин се поддържа баланс между стволовите клетки на кератиноцитите и тези, предназначени да се диференцират окончателно.

Като цяло, стига да има приблизително еднакъв брой клетки и за двете популации (базални и диференцирани), този баланс ще се поддържа.

Видове кератиноцити

Кератиноцитите се променят във външния вид от един слой на кожата в следващия. Те започват в базалния клетъчен слой и мигрират нагоре. Тези, които са в най-ниския слой или слой на кожата, обикновено са единствените, които се разделят.

Над тези базални клетки има няколко слоя по-големи бодливи клетки, които се държат заедно от междуклетъчни точки на прикрепване, наречени десмозоми.

Всяка десмосома е изградена от мембранни протеини, които позволяват на клетките да се свързват помежду си. Тези протеини от своя страна се свързват чрез закрепване към други протеини, образувайки дискообразна плоча върху вътрешната повърхност на мембраната.

Протеините на котвата са свързани с кератинови нишки. Тези десмозоми се появяват под светлинна микроскопия като остри проекции на клетъчната мембрана, които придават на клетките бодлив вид.

Над бодливите клетки са гранулираните клетки. Този клетъчен слой образува непроницаема бариера и е граничният слой, който отделя вътрешните, метаболично активни слоеве от изключително кератинизираните и мъртви външни слоеве на кожата.

Над клетките на гранулите се намират плоскоклетъчните клетки. Тези сплескани клетки са силно кератинизирани, което означава, че са изключително пълни с протеин от кератин.

Както люспите, така и най-външният слой на гранулираните клетки, точно под люспите, са защитени със слоеве от други омрежени протеини.

Кератиноцити и цитокини

Освен че са основен съставен елемент на най-големия орган в тялото (кожата), кератиноцитите са много важни за производството им на цитокини.

Тези цитокини, произведени от кератиноцитите, изпълняват важни и разнообразни функции в организма.

Един от тях е възпалителният процес. Регулацията на тези противовъзпалителни цитокини и тяхната роля в кератиноцитите е добре документирана.

Ефектите му включват стимулиране на производството на кератин, увеличаване на прилепването на определени бактерии към кератиноцитите и защита на кератиноцитите срещу програмирана клетъчна смърт.

Кератинът, произведен от кератиноцитите, също играе важна имунна роля.

Някои изследвания показват, че тези кератини участват във формирането на лимфоми на белите кръвни клетки в кожата и в потискането на имунната система.

Други важни функции на кератина, произведен от кератиноцитите, включват регулиране на производството на кератин, регулиране на пролиферацията на кератиноцитите и диференциация на кератиноцитите.

Влияние върху структурата на епидермиса

Различните слоеве на епидермиса се формират в зависимост от различните състояния на диференциация на кератиноцитите. Като цяло можем да говорим за пет слоя в епидермиса:

Възбуден слой: образува се от кератиноцити без ядро. Смята се за слой от мъртви клетки, който варира по размер в различни части на тялото.

Луцидно наметало: то се намира само на някои части на тялото, като дланите на ръцете или ходилата на стъпалата.

Гранулиран слой: той се образува от ромбоидни клетки, които имат гранули от кератохиалин, предшественик на кератин и който придава гранулирана форма на този слой.

Бодлив слой: той е съставен от слоеве кератиноцити между 5 и 7 реда. Клетките имат многоъгълни форми, които имат междуклетъчни мостове, които помагат за тяхното съединяване със съседни слоеве.

Базален слой: образува се от редици цилиндрични кератиноцити и те създават междуклетъчни мостове. В този слой е добре познатият пигмент, който придава цвят на кожата и е известен като меланин.

Препратки

1. Grone A. Кератиноцити и цитокини. Ветеринарна имунология и имунопатология. 2002; 88: 1–12.
2. Li J. et al. Мишки клонирани от кожни клетки. Сборник на Националната академия на науките на Съединените американски щати. 2007; 104 (8): 2738-2743.
3. Luchi S. et al. Безсмъртни кератиноцитни линии, получени от стволови клетки от човешки ембрионални клетки на Националната академия на науките на Съединените американски щати. 2006; 103 (6): 1792-1797.
4. Navarrete G. Хистология на кожата. Списание на Медицинския факултет на UNAM. 2003; 46 (4): 130-133.
5. Rheinwald J. Green H. Епидермален растежен фактор и размножаването на култивирани човешки епидермални кератиноцити. Nature. 1977; 265 (5593): 421-424.
6. Vogt M. et al. Генетично модифицираните кератиноцити, трансплантирани на рани, възстановяват епидермиса. Сборник на Националната академия на науките на Съединените американски щати. 1994; 91 (20): 9307-9311.